| Modulnummer / Modulcode |
WP-ME-MA-25 |
| Modulname |
Hybrid and Cyberphysical Control Systems |
| Art des Moduls |
Wahlpflicht |
| Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele |
Der / die Lernende kann:
- die besonderen Merkmale des Verhaltens von hybrid-dynamischen sowie cyberphysischen Systemen interpretieren und begründen,
- den Bezug zu wertekontinuierlichen und ereignisdiskreten sowie vernetzten Systemen herstellen,
- fundamentale Eigenschaften hybrider und cyberphysischer Systeme analysieren und Schlüsse für die gezielte Systembeeinflussung ziehen,
- Strategien zur Regelung und Steuerung cyberphysischer Systeme entwerfen und in Matlab implementieren,
- das geregelte bzw. gesteuerte dynamische Verhalten vernetzter Regelsysteme bewerten und hinterfragen, und sich Urteile zur Eignung verschiedener Methoden für hybride und cyberphysischer Systeme bilden.
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| Lehrveranstaltungsarten |
VLmP (3 SWS), Ü (1 SWS) |
| Lehrinhalte |
- Introduction into hybrid dynamic and cyberphysical
- systems including applications,
- Definition and properties of hybrid automata,
- Switched and switching dynamic systems,
- Hybrid Petri nets und hybrid statecharts,
- Stochastic models of hybrid dynamics,
- Numeric simulation of hybrid systems,
- Stability of hybrid systems,
- Computation of reachable sets and formal verification,
- Design of switching controllers by set-based computations,
- Optimal control of hybrid systems,
- Networked control structures,
- Communication effects in control systems,
- Control design for cyberphysical systems
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| Titel der Lehrveranstaltungen |
Hybrid and Cyberphysical Control Systems |
| Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) |
Präsenzveranstaltungen im Inverted-Classroom-Format, Selbststudium von Unterlagen und Videos, Lösung von Aufgabenblättern |
| Verwendbarkeit des Moduls |
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| Dauer des Moduls |
Ein Semester |
| Häufigkeit des Angebotes |
jährlich im Wintersemester |
| Sprache |
Englisch |
| Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul |
Kenntnisse entsprechend der Inhalte und angestrebten Lernergebnisse der Bachelor-Module „Lineare und nichtlineare Regelungssysteme“ und „Ereignisdiskrete Systeme und Steuerungstheorie“; außerdem ist das Bachelor-Modul „Matlab Grundlagen“ hilfreich |
| Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul |
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| Studentischer Arbeitsaufwand |
180 h (60 h Präsenz + 120 h Selbststudium) |
| Studienleistungen |
S1: Werden vom Dozenten zu Beginn des Semesters festgelegt |
| Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung |
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| Prüfungsleistungen |
Klausur (90 Minuten) oder mündliche Prüfung (30 Minuten) |
| Anzahl Credits (ECTS) |
6 cp |
| Lehreinheit |
Elektrotechnik |
| Modulverantwortliche/r |
Prof. Dr. Olaf Stursberg |
| Lehrende |
Prof. Dr. Olaf Stursberg und Mitarbeitende |
| Medienformen |
Skript, Videos, Übungsaufgaben, Projektion, Tafel, Durchführung der Reglerauslegung am Rechner |
| Literatur |
- Lunze, F. Lamnabhi-Lagarrigue: Handbook of Hybrid Systems. Cambridge Press, 2009.
- Matveev, A. Savkin: Qualitative Theory of Hybrid Dynamical Systems, Birkhäuser, 2000.
- Proceedings of the IEEE: Special Issue on Hybrid Systems, Vol. 88, No. 7, July 2000.
- D: Hristu-Varsakelis, W.S. Levine: Handbook of Networked and Embedded Control Systems, Birkhäuser, 2005.
- Alur: Principles of Cyberphysical Systems, The MIT Press, 2015
- H. Song et al.: Cyber-Physical Systems: Foundations, Principles, and Applications. Elsevier, 2016.
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